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Dec 13, 2023

Les appareils Bluetooth aident à réaliser des projets industriels

L'adoption d'appareils compatibles Bluetooth pendant les activités de travail manuel a un

L'adoption d'appareils compatibles Bluetooth pendant les activités de travail manuel a un impact puissant sur la sécurité, la transparence et la qualité dans de nombreux secteurs. Au cours de la dernière décennie, de nombreuses entreprises ont reconnu la nécessité de la numérisation. Cette tendance à la numérisation a été encore accélérée par la pandémie de COVID-19, qui a créé une opportunité précieuse pour les entreprises de revoir et d'améliorer les pratiques de travail actuelles. Chez Cumulus, nous avons constaté une adoption accrue des technologies compatibles BLE (Bluetooth Low Energy), qui ont permis de créer des flux de travail numériques, de collecter des données sur le terrain et de confirmer l'avancement des travaux. Ceci, à son tour, a permis aux entreprises d'améliorer la qualité du travail, d'économiser des heures de travail et de réduire les reprises. Pour cette raison, Bluetooth Low Energy a de nombreux cas d'utilisation industrielle.

"L'adoption d'appareils compatibles Bluetooth pendant les activités de travail manuel a un impact puissant sur la sécurité, la transparence et la qualité dans de nombreux secteurs."

Fin 2016, une grande entreprise énergétique travaillait sur une installation de GNL, qui dépassait son budget et était en retard. La direction de l'entreprise savait que cela était courant dans ses projets d'immobilisations et voulait enfin faire quelque chose à ce sujet. Par conséquent, des études ont été lancées en ingénierie des systèmes pour mieux comprendre le problème, le décomposer et proposer des solutions efficaces. En utilisant l'installation de GNL comme étude de cas, des thèmes communs ont émergé :

Les opérations mécaniques et l'intégrité ont été un domaine qui a beaucoup souffert; spécifiquement, l'assemblage conjoint. Dans la plupart des installations, les joints sont assemblés par des artisans, parfois appelés monteurs. Les joints doivent être inspectés par des opérateurs de qualité. Les données du processus d'assemblage conjoint doivent être saisies et documentées à des fins de conformité et d'audit.

La norme ASME PCC-1 recommande la transparence, la tenue de registres et le respect des directives établies comme trois composants qui garantissent un serrage sans faille des assemblages boulonnés. Par conséquent, les installations matures ont généralement un plan de gestion des brides, décrivant les contrôles techniques et procéduraux qui régissent les processus d'assemblage des joints.

Dans une usine chimique ou une raffinerie de pétrole typique, il existe des intervalles de maintenance réguliers appelés maintenance de rotation (TAM). Lors d'un événement TAM, des pans entiers de l'usine sont arrêtés pour une durée de quatre à huit semaines. De grandes armées de travailleurs sont amenées, dont certains n'ont peut-être jamais travaillé dans une usine auparavant. Ils sont formés et déployés pour effectuer des activités de travail manuel critiques, qui consistent à démonter, entretenir et remonter les joints conformément à la procédure d'exploitation standard du site.

Ce processus nécessite une surveillance attentive, d'où la nécessité d'inspecteurs et d'ingénieurs d'assurance qualité. Malgré les contrôles d'ingénierie et de procédure établis, il existe un taux élevé de reprises et, dans certains cas, d'arrêts résultant de fuites causées par des erreurs commises lors des activités de maintenance. Dans tous les cas, les problèmes peuvent être attribués à l'une de ces trois causes profondes :

Les données de l'industrie suggèrent que 30 % du travail manuel n'est pas effectué correctement, gaspillant plus de 625 milliards de dollars chaque année. De plus, les accidents évitables libèrent chaque année environ 170 millions de tonnes métriques d'émissions de gaz à effet de serre (GES), soit l'équivalent de 36 millions de voitures (étude GEC 2021).

Enfin, les temps d'arrêt imprévus coûtent aux propriétaires d'installations industrielles 260 000 $ par heure en moyenne (GE/ServiceMax 2019). Pire encore, les équipes de construction et d'exploitation ne trouvent pas suffisamment de travailleurs qualifiés.

Selon l'enquête AGC 2021 sur la main-d'œuvre, l'industrie a besoin de 2,2 millions de travailleurs supplémentaires en 2022, mais 72 % des sous-traitants signalent des difficultés à trouver des candidats de qualité. S&P Global 2020 déclare que le Great Crew Change est une "bombe à retardement démographique" entraînant l'adoption de l'IoT, de l'IA et de la RA. Quoi qu'il en soit, les solutions numériques les plus couramment utilisées ne garantissent pas la qualité du travail.

Heureusement, il existe un moyen de résoudre les trois problèmes liés à la numérisation. La nature du travail manuel dépendra toujours des travailleurs de passage. Cela signifie que la formation continue et le renforcement de l'apprentissage sont nécessaires.

Lorsque les données sont saisies de manière à montrer comment le travail a été effectué, un inspecteur qualifié dispose des informations nécessaires pour évaluer la qualité du travail effectué sans être physiquement présent.

La connectivité des données fournit un lien en temps réel entre les employés de terrain et de bureau, permettant aux inspecteurs et aux superviseurs de suivre l'avancement des travaux en temps réel. Cela injecte de la transparence à tous les niveaux de travail ; de la personne qui exécute le travail à la personne qui l'inspecte. De cette manière, la recommandation de l'ASME en matière de transparence, de tenue de registres et de respect des directives peut être observée.

Les outils compatibles Bluetooth ont été un moyen crucial de collecte de données sur le terrain. Lors de l'assemblage du joint, une clé dynamométrique numérique BLE est utilisée pour suivre le couple appliqué sur les boulons individuels de chaque joint connecté. La clé est associée à un appareil mobile.

Les données techniques de l'assemblage sont téléchargées dans l'application, qui utilise le flux de travail pour guider l'opérateur sur le nombre de passes, le schéma de serrage et la valeur de couple à appliquer à chaque passe. Cela vient renforcer la formation déjà dispensée au travailleur.

La capacité de communiquer avec un appareil compatible Bluetooth est un différenciateur, car elle permet à un inspecteur de voir le couple réel appliqué sur chaque boulon, offrant un degré de transparence auparavant indisponible. Une fois le travail terminé, les données associées sont téléchargées sur un serveur. À l'aide d'un navigateur Web, un inspecteur peut afficher toutes les données associées au travail effectué, y compris un rapport d'achèvement généré automatiquement.

Le protocole Bluetooth Low Energy est principalement adapté aux applications grand public. Par conséquent, la plupart des profils GATT prêts à l'emploi sont créés pour être utilisés avec des produits de consommation. Les profils GATT ont l'avantage de fournir des contrats de communication standard de sorte que les consommateurs peuvent être indépendants du fabricant.

Un consommateur peut acheter un appareil auprès de n'importe quel fabricant et s'attendre à ce qu'il fonctionne (plug-and-play). La nature point à point de la connectivité Bluetooth est particulièrement bénéfique dans les environnements industriels où la connectivité réseau est généralement indisponible. Les appareils connectés Bluetooth Low Energy présentent plusieurs avantages pratiques :

En utilisant la technologie connectée Bluetooth pour suivre les assemblages de brides, nous avons constaté un taux de fuite d'environ 0,1 %, soit facilement une réduction de 100 fois du taux de fuite par rapport aux taux de fuite de plus de 10 % souvent observés sur les projets utilisant des méthodes traditionnelles. En outre, un projet a estimé qu'ils avaient réduit 768 000 tonnes métriques d'émissions de gaz à effet de serre en empêchant les assemblages de brides qui fuient, en plus des milliers d'heures de travail et des millions de dollars de coûts de main-d'œuvre économisés en évitant les retouches.

En 2016, il y avait peu de clés dynamométriques industrielles avec des interfaces BLE. Les grandes marques fabriquaient des clés avec des protocoles de communication uniques, comme HART, Bluetooth SPP et la communication par port série. Dans tous les cas, l'interface de l'outil était unique et nécessitait des personnalisations et du matériel supplémentaire pour l'interface de données. L'interface de communication n'a pas été conçue pour fournir le type d'informations utiles à la gestion du flux de travail. De plus, il n'y avait pas de clé dynamométrique numérique à sécurité intrinsèque compatible Bluetooth.

L'utilisation d'outils compatibles Bluetooth a été un facilitateur majeur de la numérisation industrielle, permettant la collecte de données en temps réel, la qualité au niveau des travailleurs et les données de progrès. Alors que le cas d'utilisation discuté était l'assemblage de joints, les mêmes problèmes s'appliquent aux processus de travail qui nécessitent des contrôles techniques et procéduraux pour assurer la qualité et la sécurité. Des économies similaires peuvent être réalisées dans ces cas d'utilisation, cependant, il existe des défis qui, s'ils sont résolus, faciliteront l'adoption d'appareils compatibles BLE. Il n'existe pas de profils GATT standard pour la plupart des outils industriels. La création de tels profils aura les avantages suivants :

Pour l'avancement continu des solutions innovantes de numérisation industrielle, Bluetooth est une solution solide. La création de profils GATT et de protocoles Bluetooth pour les outils industriels tels que les clés dynamométriques, les pompes hydrauliques et les étiquettes numériques ne fera qu'accroître l'adoption par l'industrie.